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Anal Chem || 一种新的可用于探究蛋白质与蛋白质相互作用的含质谱裂解基团且在半胱氨酸反应中具有双功能的亚砜交联剂的研究

MSprotech 2019-06-22 20:55:14

本周给大家分享的文献是今年5月发表在Analytical Chemisty上的Development of a Novel Sulfoxide-Containing MS-Cleavable Homobifunctional Cysteine-Reactive Cross-Linker for Studying ProteinProtein Interactions.DOI: 10.1021/acs.analchem.8b01287)。本文的通讯作者是 Lan Huang,现于加利福尼亚大学医学院担任生理学与生物物理学教授,曾就读于中国南京大学化学专业,后在美国佛罗里达大学取得分析化学专业博士学位。

本文的主要内容:作者通过实验研究,得到了一种新的可用于探究蛋白质与蛋白质相互作用的亚砜交联剂——双马来酰亚胺亚砜(BMSO)。这种交联剂含质谱裂解基团且在半胱氨酸反应中具有双功能。

我们知道蛋白质通常以多单位蛋白复合物的形式发挥功能。这些大分子实体参与复杂的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI),用于控制不同范围的生物学过程,PPIs的完全表征可以帮助我们了解蛋白质复合物的组装、结构和功能,对人类病理诊断有重要的作用。目前交联质谱(X-MS)已成为一种较为成熟的技术,用于定义蛋白质-蛋白质相互作用(PPIs)和阐明大蛋白复合物的结构。到目前为止,最广泛使用的交联试剂是靶向性的赖氨酸。虽然该试剂已经成功地应用于蛋白质组范围内的PPIs图谱表征,但综合PPI图谱的表征需要功能更加突出的交联试剂。半胱氨酸是最有活性的氨基酸之一,由于其在蛋白质结构中的独特作用而成为一个有吸引力的交联靶点。虽然巯基反应性交联剂是市售的,但因为它们难以鉴定半胱氨酸交联肽,所以在X-MS研究中的应用仍然稀少。

在各种类型的半胱氨酸反应试剂中,马来酰亚胺是最广泛使用的,鉴于亚砜基裂解的稳健性,作者通过实验设计出了新的反应交联剂,双马来酰亚胺亚砜(BMSO)。使用标准肽和蛋白质,作者证明了BMSO交联肽与其他含亚砜的交联肽具有相同的特征质谱可裂解特性。而且,同样的MSN工作流程可用于简化和准确地鉴定含有亚砜的质谱可裂解交联肽。交联化学促进了BMSO交联半胱氨酸残基的快速和简化鉴定。然而,不同于DSSONHS,胺反应)和DHSO(酰肼,酸性残基反应)交联化学,半胱氨酸通过马来酰亚胺结合可以产生两种不同形式的交联半胱氨酸,其中包含位点(封闭环)或水解态(开放环)结构。虽然这种发生可能降低交联谱丰度,但作者已经表明,开放环的形成几乎可以在实验过程中完全完成,使在MSN分析期间交联的肽离子异质性最小化。更重要的是,BMSO交联半胱氨酸的环状态不干扰其在MSN的分析鉴定,且允许识别未被赖氨酸和酸性残基交叉交联的区域,也能够补充结构数据。

BMSO代表了第一个MS可裂解半胱氨酸反应交联试剂,预期它将显著促进针对半胱氨酸残基的交联研究。这项工作不仅扩大了具有不同化学成分的MS可裂解交联剂的范围,更重要的是利于提高PPI的研究深度。